工业余热包括:烟气余热,冷却介质余热,废汽废水余热,化学反应热,高温产品和炉渣余热,以及可燃废气、废料余热。
从经济性出发,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,综合利用能量,以提高余热利用系统设备的效率。 根据余热资源在利用过程中能量的传递或转换特点,可以将国内目前的工业余热利用技术分为热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。
热交换技术 热交换技术是回收工业余热最直接、效率较高的经济方法,该类技术不改变余热能量的形式,只是通过换热设备将余热能量直接传递给自身工艺的耗能流程,降低一次能源消耗。主要余热利用方式有间壁式换热、余热锅炉、蓄热式热交换、热管的换热等。
热功转换技术 利用热功转换技术可提高余热的品位,是工业余热利用的另一重要技术 按照工质分类,热功转换技术可分为传统的以水为工质的蒸汽透平发电技术和以低沸点工质的有机工质发电技术。目前主要的工业应用以水为工质,以余热锅炉+蒸汽透平或者膨胀机所组成的低温汽轮机发电系统。
制冷制热技术与传统压缩式制冷机组相比,吸收式或吸附式制冷系统可利用廉价能源和低品位热能而避免电耗,具有显著的节电能力和环保效益,得到了广泛的推广应用。吸收式余热制冷机组制冷效率高,适用于大规模热量的余热回收。
吸附式制冷系统结构简单,无噪音,无污染,可用于颠簸震荡场合,更适合利用小热量余热回收,或用于冷热电联产系统。热泵以消耗一部分高质能(电能、机械能或高温热能)作为补偿,通过制冷机热力循环,把低温余热源的热量“泵送”到高温热媒,热泵技术常被用于回收略高于环境温度(30~60℃)的废热,达到节能降耗的目的。
余热是在一定经济技术条件下,在能源利用设备中没有被利用的能源,也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能,还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源,生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高,故锅炉体积大,耗用金属多。用于发电的余热主要有:高温烟气余热,化学反应余热,废气、废液余热,低温余热(低于200℃)等。此外,还有用多余压差发电的;例如,高炉煤气在炉顶压力较高,可先经膨胀汽轮发电机继发电后再送煤气用户使用。
余热资源在钢铁、石油、化工、建材行业大量存在,也普遍存在于其他行业。
轻工和食品等行业的生产过程中,都存在着丰富的余热资源,被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第五大常规能源,所以充分利用余热资源也是企业节能的主要内容之一在各种生产过程中,往往会生成具有热能、压力能或具有可燃成分的废气、废汽、废液等产物,在不少化学工艺过程中,还会有大量化学反应热释放出来。 有些产品还可能会大量的物理显热。
这些带有能量的载能体都称为余能,俗称余热。 这些余热资源可用于发电、驱动机械、加热或制冷等,从而减 少一次能源的消耗,并减轻对环境的热污染能量有品位的高低,而热能是属低品位的能。
可以从热能 转换为高品位能和直接利用时的难易程度或作用大小来区分其 量的高低。 通常评价热能品位最简单和直观的方法是用温度的 高低。
获得热量的温度高,则利用方便;温度低的热量利用就 困难。当温度低到环境?显度时,就无法利用了。
我国工业企业的余热利用潜力很大,余热利用在当前节约 能源中占重要地位。余热资源的回收利用可不是件容易的事, 它要求工艺上、技术上可行,经济上合理,而且还要保护环 境。
如何应用当代最新科学技术,充分利用余热资源是摆在科 研工作者和企业一线生产人员面前的重要任务和研究课题。余热资源是指在目前条件下有可能回收和重复利用而尚未 回收利用的那部分能量。
它不仅决定于能量本身的品位,还决 定于生产发展情况和科学技术水平,也就是说,利用这些能量 在技术上应是可行的,在经济上也必须是合理的。 例如,欲回收100摄氏度以下的低温余热,就要有解决相应 技术难题的能力;要从高温高腐蚀性介质中回收余热,首先必 须有耐热耐蚀性很强的材料等。
所以,生产和科学技术的发展水平是决定余热资源的数量。必须指出,余热回收固然很重要,但最根本的问题还在,于 尽量减少余热的排出,这方面的主要措施是降低排烟温度,减 少冷却介质带走的热量,减少散热损失,提高热工设备本身的 效率等。
¥供暖系统的热源节能整个供热采暖系统由热源、热网和热用户三大部分组成。节能工作也应从这三个方面人手。
热源主要采用燃煤、燃气、燃油锅炉或电锅炉,也可用地 热、水源、地源热栗等。我国北方地区现在仍以集中燃煤锅炉 供热为主。
由于环保要求的提高,北京等地正在逐步改变以燃 煤为主的局面,用燃气、电等清洁能源取代,地热、热泵技术 等也正在逐步发展。 锅炉房热源的节能主要是提高能源转换的效率,包括提高 锅炉和换热站内换热器的效率,降低输送系统的能耗,包括风 机和水泵的能耗,以及降低辅助系统包括输煤、排灰和排污系 统的能耗。
目前,国内外锅炉的热效率还很低,无论是从热能转 化为电能,还是从热能转化为动能,其热效率较高的也只 有40%左右,还有60%左右的热量,随冷却水而流失。
如1台12.5万千瓦的发电机及其配套的锅炉,每小时排 出高于自然水温l0°左右的温水1.8万吨,相当于每小 时耗料25吨标准煤所产生的热量。这不仅浪费了大量宝 贵的能源,还对农田和天然水域带来严重的热污染。
这些 长期被废弃的温排水或热汽,对养鳖来说是难得的热能资 源。充分利用这些热源,发展水产养殖,在增加鳖产量、调节市场供应、改善人民生活的同时,还可减少和杜绝热 污染,保护城乡环境。
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